# 要执行函数定义的特定任务，可调用该函数。需要在程序中多次执行同一项任务时，你无需反复编写完成该任务的代码，而只需调用执行该任务的函数，让Python运行其中的代码。你将发现，通过使用函数，程序的编写、阅读、测试和修复都将更容易

# 定义函数下面是一个打印问候语的简单函数，名为greet_user()：
def greet_user():
    """显示简单的问候语""" 
    print("Hello!") 
greet_user() 
# 这个示例演示了最简单的函数结构。❶处的代码行使用关键字def来告诉Python你要定义一个函数。这是函数定义，向Python指出了函数名，还可能在括号内指出函数为完成其任务需要什么样的信息。在这里，函数名为greet_user()，它不需要任何信息就能完成其工作，因此括号是空的（即便如此，括号也必不可少）。最后，定义以冒号结尾。紧跟在def greet_user():后面的所有缩进行构成了函数体。❷处的文本是被称为文档字符串(docstring)的注释，描述了函数是做什么的。
# 文档字符串用三引号括起，Python使用它们来生成有关程序中函数的文档。代码行print("Hello!")（见❸）是函数体内的唯一一行代码，greet_user()只做一项工作：打印Hello!。要使用这个函数，可调用它。函数调用让Python执行函数的代码。要调用函数，可依次指定函数名以及用括号括起的必要信息，如❹处所示。
# 由于这个函数不需要任何信息，因此调用它时只需输入greet_user()即可。和预期的一样，它打印Hello!：

# 向函数传递信息只需稍作修改，就可以让函数greet_user()不仅向用户显示Hello!，还将用户的名字用作抬头。为此，可在函数定义def greet_user()的括号内添加username。通过在这里添加username，就可让函数接受你给username指定的任何值。现在，这个函数要求你调用它时给username指定一个值。调用greet_user()时，可将一个名字传递给它，如下所示：
def greet_user(username):
    """显示简单的问候语"""
    print("Hello,"+username.title()+"!")
greet_user('jesse')
# 同样，greet_user('sarah')调用函数greet_user()并向它传递'sarah'，打印Hello,Sarah!。你可以根据需要调用函数greet_user()任意次，调用时无论传入什么样的名字，都会生成相应的输出。

# 实参和形参前面定义函数greet_user()时，要求给变量username指定一个值。调用这个函数并提供这种信息（人名）时，它将打印相应的问候语。
# 在函数greet_user()的定义中，变量username是一个形参——函数完成其工作所需的一项信息。在代码greet_user('jesse')中，值'jesse'是一个实参。实参是调用函数时传递给函数的信息。我们调用函数时，将要让函数使用的信息放在括号内。在greet_user('jesse')中，将实参'jesse'传递给了函数greet_user()，这个值被存储在形参username中。
# 传递实参鉴于函数定义中可能包含多个形参，因此函数调用中也可能包含多个实参。向函数传递实参的方式很多，可使用位置实参，这要求实参的顺序与形参的顺序相同；也可使用关键字实参，其中每个实参都由变量名和值组成；还可使用列表和字典。

# 位置实参你调用函数时，Python必须将函数调用中的每个实参都关联到函数定义中的一个形参。为此，最简单的关联方式是基于实参的顺序。这种关联方式被称为位置实参。为明白其中的工作原理，来看一个显示宠物信息的函数。这个函数指出一个宠物属于哪种动物以及它叫什么名字，如下所示：
def describe_pet(animal_type,pet_name):
    """显示宠物的信息"""
    print("\nI have a "+animal_type+".")
    print("My "+animal_type+"'s name is "+pet_name.title()+".")
describe_pet('hamster','harry') 
# 这个函数定义了两个形参：animal_type和pet_name。在函数调用中，我们将实参'hamster'和'harry'传递给animal_type和pet_name。由于位置实参的关联方式，Python将实参'hamster'关联到形参animal_type，将实参'harry'关联到形参pet_name。
# 这个函数的定义表明，它需要一种动物类型和一个名字（见❶）。调用describe_pet()时，需要按顺序提供一种动物类型和一个名字。例如，在前面的函数调用中，实参'hamster'存储在形参animal_type中，而实参'harry'存储在形参pet_name中（见❷）。在函数体内，使用了这两个形参来显示宠物的信息。输出描述了一只名为Harry的仓鼠：
# 位置实参的顺序很重要使用位置实参来调用函数时，如果实参的顺序不正确，结果可能出乎意料：
def describe_pet(animal_type,pet_name):
    """显示宠物的信息"""
    print("\nI have a "+animal_type+".")
    print("My "+animal_type+"'s name is "+pet_name.title()+".")
describe_pet('harry','hamster')
# 在这个函数调用中，我们先指定名字，再指定动物类型。由于实参'harry'在前，这个值将存储到形参animal_type中；同理，'hamster'将存储到形参pet_name中。结果是我们得到了一个名为Hamster的harry：

# 关键字实参关键字实参是传递给函数的名称—值对。你直接在实参中将名称和值关联起来了，因此向函数传递实参时不会混淆（不会得到名为Hamster的harry这样的结果）。关键字实参让你无需考虑函数调用中的实参顺序，还清楚地指出了函数调用中各个值的用途。下面来重新编写pets.py，在其中使用关键字实参来调用describe_pet()：
def describe_pet(animal_type,pet_name):
    """显示宠物的信息"""
    print("\nI have a "+animal_type+".")
    print("My "+animal_type+"'s name is "+pet_name.title()+".")
describe_pet(animal_type='hamster',pet_name='harry')
# 函数describe_pet()还是原来那样，但调用这个函数时，我们向Python明确地指出了各个实参对应的形参。看到这个函数调用时，Python知道应该将实参'hamster'和'harry'分别存储在形参animal_type和pet_name中。输出正确无误，它指出我们有一只名为Harry的仓鼠。关键字实参的顺序无关紧要，因为Python知道各个值该存储到哪个形参中。下面两个函数调用是等效的

# 默认值编写函数时，可给每个形参指定默认值。在调用函数中给形参提供了实参时，Python将使用指定的实参值；否则，将使用形参的默认值。因此，给形参指定默认值后，可在函数调用中省略相应的实参。使用默认值可简化函数调用，还可清楚地指出函数的典型用法。例如，如果你发现调用describe_pet()时，描述的大都是小狗，就可将形参animal_type的默认值设置为'dog'。这样，调用describe_pet()来描述小狗时，只需指定名字即可：
def describe_pet(pet_name,animal_type='dog'):
    """显示宠物的信息"""
    print("\nI have a "+animal_type+".")
    print("My "+animal_type+"'s name is "+pet_name.title()+".")
describe_pet(pet_name='willie')

# 等效的函数调用鉴于可混合使用位置实参、关键字实参和默认值，通常有多种等效的函数调用方式。请看下面的函数describe_pet()的定义，其中给一个形参提供了默认值：
# def describe_pet(pet_name,animal_type='dog'):
# 基于这种定义，在任何情况下都必须给pet_name提供实参；指定该实参时可以使用位置方式，也可以使用关键字方式。如果要描述的动物不是小狗，还必须在函数调用中给animal_type提供实参；同样，指定该实参时可以使用位置方式，也可以使用关键字方式。下面对这个函数的所有调用都可行：
# # 一条名为Willie的小狗
# describe_pet('willie')
# describe_pet(pet_name='willie')
# # 一只名为Harry的仓鼠
# describe_pet('harry','hamster')
# describe_pet(pet_name='harry',animal_type='hamster')
# describe_pet(animal_type='hamster',pet_name='harry')
# 避免实参错误等你开始使用函数后，如果遇到实参不匹配错误，不要大惊小怪。你提供的实参多于或少于函数完成其工作所需的信息时，将出现实参不匹配错误

# 返回值函数并非总是直接显示输出，相反，它可以处理一些数据，并返回一个或一组值。函数返回的值被称为返回值。在函数中，可使用return语句将值返回到调用函数的代码行。返回值让你能够将程序的大部分繁重工作移到函数中去完成，从而简化主程序。

# 返回简单值下面来看一个函数，它接受名和姓并返回整洁的姓名：formatted_name.py
def get_formatted_name(first_name,last_name):
    """返回整洁的姓名"""
    full_name = first_name+''+last_name 
    return full_name.title() 
musician = get_formatted_name('jimi','hendrix') 
print(musician)

# 让实参变成可选的有时候，需要让实参变成可选的，这样使用函数的人就只需在必要时才提供额外的信息。可使用默认值来让实参变成可选的。例如，假设我们要扩展函数get_formatted_name()，使其还处理中间名。为此，可将其修改成类似于下面这样：
def get_formatted_name(first_name,middle_name,last_name):
    """返回整洁的姓名"""
    full_name = first_name+''+middle_name+''+last_name
    return full_name.title()
musician = get_formatted_name('john','lee','hooker')
print(musician)

# 返回字典函数可返回任何类型的值，包括列表和字典等较复杂的数据结构。例如，下面的函数接受姓名的组成部分，并返回一个表示人的字典：
def build_person(first_name,last_name):
    """返回一个字典，其中包含有关一个人的信息"""
    person = {'first':first_name,'last':last_name} 
    return person 
musician = build_person('jimi','hendrix')
print(musician) 
# 这个函数返回一个字典，其中包含有关一个人的信息。字典的键'first'和'last'分别对应于输入的姓名的第一和最后部分。字典的键值可以是任何类型的值，包括字符串、数字、列表、字典等。字典让你能够将复杂的数据结构组织成易于处理的形式。

# 结合使用函数和while循环可将函数同本书前面介绍的任何Python结构结合起来使用。例如，下面将结合使用函数get_formatted_name()和while循环，以更正规的方式问候用户。下面尝试使用名和姓跟用户打招呼：
def get_formatted_name(first_name,last_name):
    """返回整洁的姓名"""
    full_name = first_name+''+last_name
    return full_name.title()
# 这是一个无限循环!
while True:
     print("\nPlease tell me your name:") 
     f_name = input("First name:")
     l_name = input("Last name:")
     formatted_name = get_formatted_name(f_name,l_name)
     print("\nHello,"+formatted_name+"!")

# 传递列表你经常会发现，向函数传递列表很有用，这种列表包含的可能是名字、数字或更复杂的对象（如字典）。将列表传递给函数后，函数就能直接访问其内容。下面使用函数来提高处理列表的效率。假设有一个用户列表，我们要问候其中的每位用户。下面的示例将一个名字列表传递给一个名为greet_users()的函数，这个函数问候列表中的每个人：
def greet_users(names):
    """向列表中的每位用户都发出简单的问候"""
    for name in names:
        msg = "Hello,"+name.title()+"!"
        print(msg)
usernames = ['hannah','ty','margot'] 
greet_users(usernames)
# 我们将greet_users()定义成接受一个名字列表，并将其存储在形参names中。这个函数遍历收到的列表，并对其中的每位用户都打印一条问候语。在❶处，我们定义了一个用户列表——usernames，然后调用greet_users()，并将这个列表传递给它：

# 函数中修改列表将列表传递给函数后，函数就可对其进行修改。在函数中对这个列表所做的任何修改都是永久性的，这让你能够高效地处理大量的数据。来看一家为用户提交的设计制作3D打印模型的公司。需要打印的设计存储在一个列表中，打印后移到另一个列表中。下面是在不使用函数的情况下模拟这个过程的代码：
# 首先创建一个列表，其中包含一些要打印的设计
unprinted_designs = ['iphone case','robot pendant','dodecahedron']
completed_models = []
# 模拟打印每个设计，直到没有未打印的设计为止
#  打印每个设计后，都将其移到列表completed_models中
while unprinted_designs:
    current_design = unprinted_designs.pop()
    #模拟根据设计制作3D打印模型的过程
    print("Printing model:"+current_design)
    completed_models.append(current_design)
# 显示打印好的所有模型
print("\nThe following models have been printed:")
for completed_model in completed_models:
    print(completed_model)
# 这个程序首先创建一个需要打印的设计列表，还创建一个名为completed_models的空列表，每个设计打印都将移到这个列表中。只要列表unprinted_designs中还有设计，while循环就模拟打印设计的过程：从该列表末尾删除一个设计，将其存储到变量current_design中，并显示一条消息，指出正在打印当前的设计，再将该设计加入到列表completed_models中。循环结束后，显示已打印的所有设计
# 为重新组织这些代码，我们可编写两个函数，每个都做一件具体的工作。大部分代码都与原来相同，只是效率更高。第一个函数将负责处理打印设计的工作，而第二个将概述打印了哪些设计：
def print_models(unprinted_designs,completed_models):
    """
    模拟打印每个设计，直到没有未打印的设计为止
    打印每个设计后，都将其移到列表completed_models中
    """
    while unprinted_designs:
        current_design = unprinted_designs.pop()
        # 模拟根据设计制作3D打印模型的过程
        print("Printing model:"+current_design)
        completed_models.append(current_design)
def show_completed_models(completed_models):
    """显示打印好的所有模型"""
    print("\nThe following models have been printed:")
    for completed_model in completed_models:
        print(completed_model)
unprinted_designs = ['iphone case','robot pendant','dodecahedron']
completed_models = []
print_models(unprinted_designs,completed_models)
show_completed_models(completed_models)
# 这个程序使用两个函数——print_models()和show_completed_models()——来处理打印设计的工作和显示打印好的所有模型的工作。print_models()函数接受两个参数——unprinted_designs和completed_models——并模拟打印设计的过程。它使用while循环，直到unprinted_designs列表为空为止。在每次循环中，它从末尾删除一个设计，将其存储到变量current_design中，并显示一条消息，指出正在打印当前的设计，再将该设计加入到列表completed_models中。show_completed_models()函数接受一个参数——completed_models——并显示打印好的所有模型。它使用for循环，遍历completed_models列表，并打印每个模型的名称。
